【摘要】：同步地球軌道(Geostationary Earth Orbit,GEO)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)利用同步軌道通信衛(wèi)星作為中繼,采用空分復(fù)用、類蜂窩結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)管理控制等先進(jìn)技術(shù),具有容量大、支持小型終端、網(wǎng)絡(luò)控制簡(jiǎn)單、無(wú)縫覆蓋等特點(diǎn),可以廣泛應(yīng)用于林業(yè)、漁業(yè)、水利、氣象以及軍事通信等行業(yè)。近年來(lái)隨著水災(zāi)、地震、臺(tái)風(fēng)、海嘯等突發(fā)事件,以及國(guó)事訪問(wèn)、奧運(yùn)安保等重大活動(dòng)的增多,衛(wèi)星移動(dòng)終端在應(yīng)急通信保障領(lǐng)域的作用越來(lái)突出,衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的應(yīng)用前景也隨著用戶需求的不斷增加變得更加廣闊。GEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)主要由信關(guān)站、通信衛(wèi)星和各型移動(dòng)終端組成。作為其中的重中之重,信關(guān)站是系統(tǒng)管理、交換和控制的中心,負(fù)責(zé)系統(tǒng)的信號(hào)接入、用戶鑒權(quán)管理、業(yè)務(wù)接納控制和數(shù)據(jù)交換等處理。論文首先調(diào)研了衛(wèi)星移動(dòng)通信的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,并借鑒地面移動(dòng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路,對(duì)信關(guān)站架構(gòu)進(jìn)行了深入的研究;然后討論了信關(guān)站的總體設(shè)計(jì)和關(guān)鍵設(shè)備實(shí)現(xiàn)方案,對(duì)其中幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析研究,并提出了相應(yīng)的解決方案;最后通過(guò)項(xiàng)目組的共同努力,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了我國(guó)第一個(gè)自主可控、支持百萬(wàn)用戶的GEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)信關(guān)站。在信關(guān)站的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,作者參與了信關(guān)站總體架構(gòu)的設(shè)計(jì),負(fù)責(zé)接入網(wǎng)的組網(wǎng)設(shè)計(jì)和硬件選型,提出并突破了多載波解調(diào)、系統(tǒng)同步、系統(tǒng)測(cè)試三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。主要工作如下:1.通過(guò)多載波解調(diào)技術(shù)研究,采用高效的數(shù)字信號(hào)處理結(jié)構(gòu),將信號(hào)采樣、處理單元間數(shù)據(jù)傳送、低通濾波、載波解調(diào)等統(tǒng)一排列組合,達(dá)到處理資源利用率高、擴(kuò)展靈活的目的。在單個(gè)處理板卡內(nèi),實(shí)現(xiàn)近百個(gè)載波的解調(diào)處理,大大簡(jiǎn)化了多載波系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),從而節(jié)省了信關(guān)站實(shí)現(xiàn)成本。2.通過(guò)無(wú)中心的系統(tǒng)同步技術(shù)研究,解決了基于TDMA體制衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的定時(shí)同步問(wèn)題:包括衛(wèi)星相對(duì)位置變化引起的定時(shí)偏移問(wèn)題、衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)引起的多普勒頻偏問(wèn)題、多個(gè)信關(guān)站之間的同步問(wèn)題以及多臺(tái)基帶和射頻處理設(shè)備間的定時(shí)及頻率同步問(wèn)題等。3.針對(duì)如此龐大復(fù)雜系統(tǒng),提出了一種基于軟件模擬和實(shí)裝設(shè)備相結(jié)合的測(cè)試方案,用于信關(guān)站的研制和驗(yàn)收測(cè)試。論文對(duì)測(cè)試方案、方法及結(jié)果,進(jìn)行了整理分析,驗(yàn)證了信關(guān)站的主要功能和性能指標(biāo)。論文最后結(jié)合地面移動(dòng)通信中軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software-defined network,SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(Network function virtualization,NFV)與“云”基站融合的發(fā)展,從如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化、如何提高頻譜利用效率、如何提供更開放的平臺(tái)等方面對(duì)新一代信關(guān)站架構(gòu)提出了展望。
【圖文】：

圖 1.1 Thuraya 系統(tǒng)信關(guān)站構(gòu)成示意圖體結(jié)構(gòu)上看，，Thuraya 系統(tǒng)的信關(guān)站采用的是與地面 2G\GSM 體制為接入網(wǎng)與核心網(wǎng)兩個(gè)部分。前者實(shí)現(xiàn)無(wú)線空中接口的處理，后者以及與地面網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。在早期設(shè)計(jì)中，Thuraya 采用地球同口（GMR-1）體制，電路域的話音業(yè)務(wù)是主要業(yè)務(wù)類型。為了實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)和互通，信關(guān)站內(nèi)的業(yè)務(wù)交換是以同步電路傳輸交換系1 標(biāo)準(zhǔn)）為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的。信關(guān)站核心網(wǎng)內(nèi)的 MSC 處理來(lái)自電路業(yè)務(wù)起的局間呼叫信令，使用電路交換實(shí)現(xiàn) PCM 話音在地面網(wǎng)和衛(wèi)星。當(dāng)?shù)孛嫱ㄓ?GPRS 技術(shù)興起后，為了處理分組業(yè)務(wù)，Thuraya 系RS-97 標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)，在電路業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)之外，設(shè)置一套獨(dú)立的分包括 SGSN 和 GGSN），用于 IP 分組交換通信[6]。隨著近年來(lái) IP 業(yè)務(wù)采用了 GMR-1 3G 規(guī)范，信關(guān)站對(duì)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持能力不斷提從 R99 版本向更高的版本演進(jìn)，據(jù)悉其最新建設(shè)的信關(guān)站已采用進(jìn)的先進(jìn)架構(gòu)形式，融合了軟交換和 IP 多媒體子系統(tǒng)（IMS）思

用戶終端I-4衛(wèi)星 I-4衛(wèi)星應(yīng)用支持系統(tǒng)BSS網(wǎng)絡(luò)操作中心NOC衛(wèi)星控制中心SCCInmarsat London用戶終端核心網(wǎng)RF/IF RF/IFRAN1 RAN2BURUM衛(wèi)星關(guān)口站核心網(wǎng)RF/IF RF/IFRAN3 RAN4FUCINO衛(wèi)星關(guān)口站數(shù)據(jù)通信網(wǎng)DCN因特網(wǎng)PSTN/ISDN GPRS/UMTS虛擬專用網(wǎng)VPNs漫游服務(wù)合作者圖 1.2 BGAN 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（雙星接入站）BGAN 網(wǎng)絡(luò)分為 3 個(gè)主要部分：CN（核心網(wǎng)）、RAN（無(wú)線接入網(wǎng)）和用戶設(shè)備中，核心網(wǎng)、無(wú)線接入網(wǎng)設(shè)置在信關(guān)站。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN927.23

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2677974